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SISTEMAS DE PERFORACION A PERCUSIONEsta denominacin engloba todas aquellas formas de perforacin en las que la fragmentacin de la roca se produce bsicamente por impacto de un til de filo ms o menos aguzado sobre la misma.

Los sistemas de percusin simple son todava utilizados en algunos equipos viejos de perforacin de pozos de agua (perforadoras de cable).

La tcnica de perforacin consiste en realizar un movimiento alternativo de bajada-subida de una masa pesada que en su cada va fracturando o disgregando la roca, desprendiendo de la misma trozos de variado tamao, que despus se extraen por medio de una vlvula o cuchara de limpieza. ELEMENTOS QUE INTERVIENEN EN LA PERCUSIN DE UN POZO:

Columna o sarta de perforacin

Cableque imprime a la sarta el movimiento de vaivn que le comunica el balancn de la sonda.

Sonda o mquina de perforacinque desde la superficie del terreno proporciona a la sarta (por medio de un balancn), el movimiento de vaivn.

TRPANO

Herramienta que realiza el trabajo de rotura, disgregacin y trituracin de la roca. Por tanto, su funcin es la de penetrar, triturar, escariar y mezclar.

Su peso, salvo casos excepcionales, puede variar entre 100 y 500 kg para pozos pequeos y de mediano dimetro y de 500 a 1200 kg para pozos de gran dimetro.

Presenta formas variadas, para tratar de ajustarse con ellas a determinadas funciones especficas:

Trpano regular

Trpano de estrellao cruciforme. Adecuado para perforar formaciones estratificadas con buzamiento, donde exista una tendencia a producirse desviaciones en las perforaciones. Trpano californiano.Presenta hombros escurridizos y biselados para evitar atranques en su movimiento hacia arriba.

Trpano de hombros rectos. Permite golpear hacia arriba o escariar.

Trpano salomnico. Adecuado para formaciones blandas, con tendencia al desprendimiento, sobre todo si son plstica.

BARRNEs una barra cilndrica de acero forjado que se coloca justo encima del trpano y enroscada a l. Su funcin es doble.

DESTRABADORo tijeraEsta herramienta, que va enroscada al barrn, constituye un elemento de seguridad ante posibles agarres del trpano.

MONTERAEs el elemento colocado en la parte superior de la sarta. Sirve para unir la sarta al cable, unin que se hace mediante un buln que se aloja en el interior de la montera propiamente dicha.

POTENCIA DE PERCUSINLa mayora de los ingenieros estn familiarizados con la expresin potencia de los impactos- como una manera de expresar la capacidad de una perforadora. Para saber la potencia percusiva de una mquina, primero hay que determinar la energa de los impactos.

Una primera sera haciendo el clculo del trabajo realizado sobre el pistn mediante la siguiente expresin: = Siendo: Pm = Presin media efectiva del fluido. A = rea de trabajo del pistn. L = Carrera.Otra forma de hacerlo, que descontara las prdidas por rozamiento, sera mediante el clculo de la energa cintica del pistn al final de su carrera: = 2 Siendo: M =Masa del pistn. V = Velocidad del pistn

PERFORACIN NEUMTICA El fluido de accionamiento en el caso de la perforacin neumtica es aire comprimido a una determinada presin, normalmente de valores comprendidos entre 7 y 25 bar.

Existen dos alternativas: 1. Que la percusin se produzca fuera del taladro y se transmita a la broca a travs de la sarta de varillaje (martillo en cabeza).

2. Que el martillo se site en el fondo del taladro, golpeando as el pistn directamente sobre la broca (martillo de fondo).

Principales componentes de este sistema son:

Cilindro cerrado con una tapa delantera que dispone de una abertura Axial donde va colocado el elemento portabarras, as como un dispositivo retenedor de barras de perforacin.

El pistn, que con su movimiento alternado golpea el vstago o culata a travs de la cual se transmite la onda de choque a las barras.

La vlvula, que regula el paso de aire comprimido en un volumen determinado y de manera alternativa a la parte anterior y posterior del pistn.

El mecanismo de rotacin, ya sea de barra estriada o de rotacin independiente.

DISPOSICION DE SUS ELEMENTOS

PERFORADORAS CON MARTILLO EN CABEZASon perforadoras cuyo martillo est diseado para trabajar mediante aire a 7 - 8 bar de presin mxima. Como consecuencia, y al objeto de disponer de una energa de impacto suficiente, el rea de trabajo del pistn ha de ser grande (tnganse en cuenta que la energa de impacto viene dada por el producto de tres factores: presin efectiva, rea y carrera del pistn). El perfil longitudinal del pistn tiene por tanto forma de T.

El martillo en cabeza incorpora tambin el mecanismo de rotacin que a su vez puede ser independiente o no del de percusin en funcin de los tamaos y diseos. El empuje lo proporciona el motor de avance (neumtico) que a su vez acciona una cadena a la que va enganchado el martillo y que de esta forma desliza sobre un bastidor denominado corredera o deslizadera. La fuente de energa primaria para la percusin es el aire comprimido que a su vez es suministrado por un compresor incorporado en el equipo de perforacin.

La perforadora con martillo en cabeza est constituida por: Cilindro que con su movimiento golpea el extremo de una barrena. Mecanismo de rotacin incorporado al pistn o bien independiente de este. Sistema de barrido del barreno. PERFORADORAS CON MARTILLO EN FONDO

Son perforadoras en las que el elemento que proporciona la percusin o martillo va situado en el interior del taladro e incorpora nicamente el mecanismo de percusin (los elementos que proporcionan la rotacin y el empuje son del todo independientes y estn situados en superficie).

Segn los campos de aplicacin del martillo en fondo se tienen los siguientes dimetros.Cielo abierto 75-200 milmetrosSubterrnea 100-165 milmetros

USOS Y APLICACIONES DE LOS MARTILLOS EN FONDOEl campo de aplicacin del martillo DTH son las rocas de resistencia a compresin media-alta (60-100 MPa), utilizando como dimetros ms frecuentes los comprendidos entre 85 y 200 mm, La frecuencia de golpeo oscila entre 600 y 1600 golpes por minuto. En cuanto al empuje, son necesarios unos 85 kg por cada cm de dimetro.

CARACTERSTICAS DE LOS MARTILLOS EN FONDOLos martillos de fondo estn diseados para trabajar bajo columnas de agua.Los martillos de fondo cuentan con espesores de cilindros reforzados y culatas con hilo izquierdo.Tienen un tapn de soplado intercambiable, lo que permite aumentar el flujo de aire, mejorando la limpieza del pozo.Los martillos de fondo son compatibles para trabajar con sistemas de entubado continuo.DESCRIPCINRANGODimetro de perforacin (mm). 127-300Dimetro de la tubera (mm). 100-240Presin de trabajo (kg/cm2) 7-17.5Velocidad de barrido (m/min) 1200Empuje (kg) 900-1800Velocidad de rotacin (r.p.m.) 10-100Consumo relativo de aire (m3/min.cm dimetro)0.55-0.95Peso del martillo 69-625VENTAJASLIMITACIONESMejor aprovechamiento de la energa neumtica al aprovechar el escape del martillo como aire de barrido para la evacuacin del detritus.Velocidades de penetracin bajasEl nivel de ruido en la zona de trabajo es inferior al estar el martillo dentro de los barrenos.Cada martillo est diseado para una gama de dimetros muy estrecha que oscila en unos 12 mm.Menor fatiga en las varillas de la sarta de perforacin.Existe un riesgo de prdida del martillo dentro de los barrenos por atranques y desprendimientos del mismo.El coste por metro lineal es en dimetros grandes y rocas muy duras menores que con perforacin rotativa.Se precisan compresores de alta presin con elevados consumos energticos.La velocidad de penetracin se mantiene casi constante a medida que aumenta la profundidad de los barrenos. El dimetro ms pequeo est limitado por las dimensiones del martillo con un rendimiento aceptable, que en la actualidad es de unos 76 mm.La menor energa por impacto y alta frecuencia de golpeo favorecen su empleo en formaciones descompuestas o con estratificacin desfavorable.Existe un riesgo de prdida del martillo dentro de los barrenos por atranques y desprendimientos del mismo.FUNCIONAMIENTO

Un martillo en fondo es una herramienta de perforacin, que funciona mediante aire comprimido, y que bsicamente lo que hace es transformar la energa cintica, trasmitiendo esta energa a la boca de perforacin, a travs de un pistn de acero con objeto de que pueda ir descendiendo en el pozo, a medida que este se perfora. TIPOS DE BOCA PARA MARTILLOS EN FONDO

BOCAS DE PERFORACION La boca tallante, es el elemento que finalmente rompe la cohesin de la roca y produce los recortes. Hay diferentes formas constructivas, si bien las ms utilizadas son las de botones de carburo de tungsteno, insertados sobre la base del tallante. De la rigurosa calidad de los aceros, procesos de fabricacin, diseo de la boca, etc., depender en una medida importantsima, la duracin de estas piezas. MARTILLO EN FONDOMARTILLO EN CABEZAMejor velocidad de penetracin en formaciones duras. Velocidad de penetracin uniforme debido a que no existen puntos de prdida de la energa de impacto a travs de uniones o roscas. Se emplean accesorios de menor costo. Se pueden perforar barrenos ms profundos. Ofrece perforacin ms efectiva para barrenos con dimetros menores e iguales a 7-7/8. Mejor direccionalidad del hueco perforado. Menor posibilidad de desviacin del hueco perforado.Se aplica mejor para terreno difcil de perforar. Peso del varillaje de perforacin usado ms ligero. Menor nivel de ruido generado. Perforadora usada ms ligera Mejor flujo de barrido de los detritus de perforacin lo que mejora el cargue del explosivo para la voladura. Mayor vida til de los accesorios. PERFORACIN DE RECUBRIMIENTOS

SISTEMA ODEX (Overburden Drilling with the Eccentric)Perforacin excntrica de sobrecarga

PERFORACIN CON RECUBRIMIENTO Se refiere al proceso de perforacin donde al mismo tiempo se van instalando las tuberas de recubrimiento.

SISTEMA ODEX

Es un mtodo de perforacin a roto-percusin que fue diseado para atravesar los materiales no-consolidados ( tales como arcilla, limo, grava y bolones), de espesores que pueden variar desde pocos metros hasta centenas de metros.

En este mtodo la entubacin se efecta gracias a las vibraciones de la perforadora y al propio peso de la tubera.

Mtodo ODEX con entubacin

Cuando se necesita entubacin la broca toma una posicin excntrica y acta como elemento escariador, agrandando ligeramente el dimetro de la perforacin. De este modo la entubacin puede descender sin resistencia del terreno a medida que avanza la excavacin.

Mtodo ODEX sin entubacin

Cuando es sin entubacin, se repliega para poder ser extrada la sarta de perforacin, e ingresar otro bit de perforacin

El equipo consiste en una boca escariadora excntrica que ejecuta un taladro de un calibre mayor que el del tubo exterior que desciende a medida que avanza la perforacin.

Este sistema admite martillos de superficie y de fondo; as como martillos neumticos e hidrulicos.

Dimetros nominales de la serie ODEX

Serie ODEXDimetro Equivalente En pulgadas En mmODEX 90376ODEX 1154102ODEX 1405127ODEX 1656152ODEX 1906 a 8152 a 203ODEX 240 (ODEX G2)8203COMPRESORES

DEFINICIN

Uncompresores unamquina de fluidoque est construida para aumentar lapresiny desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal comogasesy losvapores.

PARTES PRINCIPALES DEL COMPRESOR

ACCESORIOS NECESARIOS PARA UN COMPRESOR

FiltrosSilenciadoresEnfriador intermedioPost-enfriadorSeparador de agua

TermmetroCmara de compresinProteccionesManmetroDepsito recibidor

FUNCIONAMIENTO DE LOS COMPRESORES

En perforacin se utilizan fundamentalmente tres tipos distintos de unidades compresoras o sistemas de compresin:

De pistn

De paletas

De tornillo

TIPOS DE COMPRESORESPISTN La compresin del aire es realizada por uno o varios pistones que actan dentro de una camisa o cilindro. El movimiento de los pistones es dirigido por un mecanismo excntrico dando lugar al movimiento alternativo del pistn en el interior del cilindro.

PALETAS Los compresores de paletas estn conformados por un rotor excntrico que gira en el interior de una cmara cilndrica. El rotor est provisto por un determinado nmero de paletas que pueden deslizarse en direccin radial dentro de unas ranuras dispuestas en el mismo cilindro, dando lugar a un conjunto de clulas de compresin.

TORNILLOSLa rotacin permanente de tornillos helicoidales, permite la compresin del aire que se desplaza en sentido axial, hasta la presin de trabajo requerida en este tipo de compresores.

PERFORACIN HIDRULICA

Una perforadora hidrulica consta bsicamente de los mismos elementos constructivos que una neumtica.

La diferencia ms importante entre ambos sistemas esta referido a la utilizacin de un motor que acta sobre un grupo de bombas que suministran un caudal de aceite que acciona las componentes de rotacin y movimiento alternativo del pistn

CARACTERSTICAS TPICAS DE ESTOS EQUIPOS

Presin de Trabajo 7.5 a 25 MPaFrecuencia de golpeo 2000-5000 golpes/minVelocidad de rotacin 0 a 500 RPMConsumo relativo de aire 0.6-0.9 (m3/min.Cm gdimetro)VENTAJAS

Menor costo de accesorios de perforacin Mayor capacidad de perforacin Mejores condiciones ambientalesMayor facilidad para la automatizacinMenor consumo de energa